Băng thông cho camera: Cách tính toán để hệ thống hoạt động mượt mà

Bạn đang gặp phải tình trạng hình ảnh từ camera giám sát bị mờ, giật lag hoặc mất kết nối? Nguyên nhân có thể là do băng thông mạng của bạn không đủ đáp ứng. Đừng lo lắng, bài viết này sẽ hướng dẫn bạn từng bước cách tối ưu hóa băng thông cho hệ thống camera của mình. 

1. Băng thông là gì?

Băng thông camera (bandwidth) là thuật ngữ dùng để mô tả lượng dữ liệu tối đa mà hệ thống camera có thể truyền tải (bao gồm cả Upload và Download) giữa đầu ghi camera (hoặc Server) và người dùng trong một đơn vị thời gian, thường là giây. Nói cách khác, băng thông là chỉ số thể hiện lượng thông tin tối đa mà hệ thống camera an ninh của bạn có thể chuyển giao trong một giây.

Băng thông thể hiện khả năng truyền tải tín hiệu trong 1 thời điểm

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến băng thông camera

Độ phân giải của camera

Độ phân giải của camera quyết định chất lượng hình ảnh thu được. Độ phân giải càng cao (ví dụ: 4K, Full HD), hình ảnh càng sắc nét, chi tiết nhưng đồng thời cũng yêu cầu băng thông lớn hơn. Điều này là do hình ảnh có độ phân giải cao chứa nhiều điểm ảnh hơn, cần nhiều dữ liệu hơn để truyền đi.

Tốc độ khung hình (FPS)

Tốc độ khung hình (Frames Per Second) thể hiện số lượng hình ảnh được chụp trong một giây. FPS càng cao, video càng mượt mà, nhưng lượng dữ liệu cần truyền đi cũng tăng lên. Ví dụ: video 30 FPS sẽ mượt mà hơn video 15 FPS nhưng cũng tiêu tốn nhiều băng thông hơn.

Định dạng nén video

Để giảm kích thước file video và tiết kiệm băng thông, người ta sử dụng các định dạng nén video như H.264, H.265. Các định dạng này nén dữ liệu video mà vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh ở mức chấp nhận được. Việc chọn định dạng nén phù hợp giúp giảm đáng kể nhu cầu về băng thông.

Số lượng camera

Số lượng camera trong hệ thống ảnh hưởng trực tiếp đến tổng lượng băng thông cần thiết. Mỗi camera đều cần một lượng băng thông nhất định để truyền tải dữ liệu hình ảnh. Vì vậy, khi tăng số lượng camera, tổng băng thông cần thiết cũng tăng theo.

Dữ liệu âm thanh

Nếu camera có tính năng ghi âm, lượng dữ liệu cần truyền đi sẽ tăng lên đáng kể. Âm thanh chất lượng cao sẽ tiêu tốn nhiều băng thông hơn so với âm thanh chất lượng thấp.

Camera đàm thoại 2 chiều có thể yêu cầu băng thông lớn hơn

3. Công thức tính toán băng thông cho camera

Công thức chung:

Trong đó:

- ​​Số lượng camera: Số lượng camera IP đang hoạt động trong hệ thống.

- Độ phân giải: Chất lượng hình ảnh của camera (ví dụ: 720p, 1080p, 4K).

- Tốc độ khung hình: Số lượng hình ảnh được truyền đi trong một giây (FPS).

- Bitrate trung bình: Lượng dữ liệu trung bình mà camera tạo ra trong một giây (bps).

- Yếu tố nén: Tỷ lệ nén dữ liệu video, thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm.

Ví dụ minh hoạ:

Giả sử bạn có hệ thống 5 camera IP với các thông số sau:

- Độ phân giải: 1080p (1920x1080)

- Tốc độ khung hình: 25fps

- Bitrate trung bình: 2 Mbps (megabit per second)

- Yếu tố nén: 50% (0.5)

Tính toán:

Băng thông = 5 camera x 1920px x 1080px x 25fps x 2 Mbps x 0.5 = 261,120 Mbps

Kết quả: Bạn cần ít nhất 261.12 Mbps băng thông Internet để vận hành hệ thống 5 camera IP với các thông số trên.

4. Yêu cầu băng thông theo độ phân giải

Bảng dưới đây cung cấp ước tính băng thông cần thiết cho các loại camera IP phổ biến, dựa trên độ phân giải, tốc độ khung hình và chuẩn nén H.264 và H.265:

5. Cách tối ưu băng thông cho hệ thống camera

Để hệ thống camera hoạt động ổn định và hiệu quả, việc tối ưu hóa băng thông là rất quan trọng. Dưới đây là một số gợi ý dành cho bạn:

Chọn chuẩn nén phù hợp

Việc lựa chọn chuẩn nén video phù hợp là một trong những yếu tố quan trọng nhất để tiết kiệm băng thông. Các chuẩn nén như H.265 và H.265+ được đánh giá cao nhờ khả năng nén dữ liệu hiệu quả mà vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh. So với H.264, các chuẩn nén này giúp giảm đáng kể kích thước file video, từ đó tiết kiệm băng thông đáng kể.

Điều chỉnh độ phân giải và tốc độ khung hình

Việc lựa chọn độ phân giải phù hợp sẽ giúp cân bằng giữa chất lượng hình ảnh và nhu cầu về băng thông. Đối với các ứng dụng gia đình, độ phân giải 720p hoặc 1080p thường là đủ. Tuy nhiên, đối với các doanh nghiệp, đặc biệt là các khu vực quan trọng như cửa hàng, kho bãi, độ phân giải 4K hoặc cao hơn có thể cần thiết.

Bên cạnh đó, tốc độ khung hình (FPS) càng cao, video càng mượt mà nhưng cũng tiêu tốn nhiều băng thông hơn. Đối với hầu hết các ứng dụng giám sát, tốc độ khung hình từ 15-25 FPS là đủ. Chỉ nên sử dụng tốc độ khung hình cao hơn khi cần theo dõi các đối tượng chuyển động nhanh.

Cài đặt vùng giám sát thông minh (ROI)

Tính năng ROI cho phép bạn tập trung ghi hình vào các khu vực quan trọng, giúp giảm tải dữ liệu cho các khu vực ít quan trọng. Điều này đặc biệt hữu ích khi bạn cần giám sát một khu vực rộng lớn nhưng chỉ quan tâm đến một số điểm cụ thể.

Cài đặt vùng cảnh báo giúp giảm tải băng thông truyền tải cho các dữ liệu không quan trọng

Sử dụng mạng riêng cho camera

Việc tạo một mạng riêng cho hệ thống camera giúp cách ly chúng với các thiết bị khác, tránh xung đột băng thông và tăng cường bảo mật. Ngoài ra, việc sử dụng router có QoS (Quality of Service) sẽ giúp ưu tiên băng thông cho các thiết bị camera.

Kiểm tra và nâng cấp đường truyền internet

Đảm bảo đường truyền internet của bạn có tốc độ đủ lớn và ổn định để đáp ứng nhu cầu của hệ thống camera. Nếu đường truyền không ổn định, bạn sẽ gặp phải các vấn đề như giật lag, mất hình ảnh.

Tóm lại, việc tối ưu hóa băng thông cho hệ thống camera là điều cần thiết để đảm bảo chất lượng hình ảnh và hoạt động ổn định của hệ thống. Bằng cách áp dụng các giải pháp mà FPT Telecom đã đề cập trong bài viết, bạn có thể dễ dàng giải quyết các vấn đề này.